Leaf morphoanatomy and biochemical variation coffee cultivars under drift simulation of glyphosate

Abstract

The most widely used herbicide in coffee crop is glyphosate, it inhibits the biosynthesis of secondary metabolites, responsible for structures and substances of plant defense. This work aimed to evaluate the morphoanatomy, total phenols, flavonoids and caffeine in leaves of Arabica coffee submitted to different sub-doses of glyphosate. The treatments were combinations of three coffee cultivars (MGS Travessia, Oeiras MG 6851 and Catuaí IAC 144) and five sub-doses of glyphosate (0.0, 57.6, 115.2, 230.4 and 460.8 g a.e. ha-1 ). The total thickness of the leaf blade, thickness of adaxial and abaxial epidermis, palisade and spongy parenchyma, in addition to the total phenol, total flavonoids and caffeine were evaluated 30 days after spraying. Catuaí showed a reduction in the total leaf thickness, while the others cultivars had an increase. The thickness of adaxial and abaxial epidermis and palisade parenchyma was reduced, and the spongy parenchyma increased with increasing doses of glyphosate, regardless of the cultivars. There was an increase on the total phenols up to 115.2 g ha-1 glyphosate, and above this dose, the concentrations of phenols were reduced. The Travessia and Oeiras cultivars obtained a reduction of flavonoids up to 115.2 g ha-1 ; and above this dose, the concentration of flavonoids increased. The Catuaí cultivar showed an opposing behavior of the concentration of flavonoids. Oeiras and Catuaí showed a decrease of caffeine up to 115.2 g ha-1 and an increase at higher doses. Travessia showed an increase of caffeine in sub-doses above 115.2 g ha-1 . The three cultivars showed a higher concentration of phenols in the palisade parenchyma after the application of glyphosate drift. Glyphosate reduces the thickness of the adaxial and abaxial epidermis and palisade parenchyma, and increases the thickness of spongy parenchyma. Doses of glyphosate above 230.4 g ha-1 result in the reduction of total phenols. The concentration of flavonoids and caffeine has varying effects with glyphosate application.

O glyphosate, herbicida mais utilizado na cultura do café, inibe indiretamente a rota de biossíntese de metabólitos secundários, responsáveis por estruturas e substâncias de defesa das plantas. Objetivou-se com este estudo avaliar a morfoanatomia foliar, fenóis totais, flavonoides e cafeína em folhas de café arábica submetidas a diferentes subdoses de glyphosate. Os tratamentos consistiram da combinação de três cultivares de café (MGS Travessia, Oeiras MG 6851 e Catuaí IAC 144) e cinco subdoses de glyphosate (0,0; 57,6; 115,2; 230,4 e 460,8 g e.a. ha-1 ). Aos 30 dias após a pulverização, avaliou-se a espessura total da lâmina foliar, espessura das epidermes adaxial e abaxial, parênquima paliçádico e lacunoso, além das concentrações de fenóis totais, flavonoides totais e cafeína.O cultivar Catuaí teve redução na espessura foliar total, enquanto os demais cultivares tiveram incremento. As epidermes adaxial e abaxial e o parênquima paliçádico reduziram em espessura e o parênquima lacunoso aumentou com o incremento das doses de glyphosate, independentemente do cultivar. Houve aumento de fenóis totais até 115,2 g ha-1 de glyphosate; acima desta dose as concentrações de fenóis foram reduzidas. Verificou-se redução de flavonoides até 115,2 g ha-1 nos cultivares Travessia e Oeiras; acima desta dose, a concentração de flavonides aumentou. O cultivar Catuaí teve comportamento contrário da concentração de flavonoides. Oeiras e Catuaí tiveram diminuição da cafeína até 115,2 g ha-1 de glyphosate e aumento em doses superiores. Travessia mostrou aumento de cafeína a partir de 115,2 g ha-1 . Os três cultivares apresentaram maior concentração de fenóis no parênquima paliçádico após a aplicação da deriva de glyphosate. O glyphosate reduz a espessura das epidermes adaxial e abaxial e do parênquima paliçádico e aumenta a espessura de parênquima lacunoso. Doses acima de 230,4 g ha-1 de glyphosate resultam em redução da concentração de fenóis totais. A concentração de flavonoides e cafeína possui efeitos variados com aplicação de glyphosate.